大多数程序员认为如果他们能这样写代码:
x = x + y; x = x - y;
那他们也能这样写:
x += y; x -= y;
如果x和y是用户定义的类型(user-defined type),就不能确保这样。就C++来说,operator+、operator=和operator+=之间没有任何关系,因此如果你想让这三个operator同时存在并具有你所期望的关系,就必须自己实现它们。同理,operator -, *, /, 等等也一样。
确保operator的赋值形式(assignment version)(例如operator+=)与一个operator的单独形式(stand-alone)(例如 operator+ )之间存在正常的关系,一种好方法是后者(指operator+ 译者注)根据前者(指operator+= 译者注)来实现(参见条款6)。这很容易:
class Rational { public: ... Rational& operator+=(const Rational& rhs); Rational& operator-=(const Rational& rhs); };
// operator+ 根据operator+=实现; //有关为什么返回值是const的解释, //参见Effective C++条款21 和 109页 的有关实现的警告
const Rational operator+(const Rational& lhs,const Rational& rhs) { return Rational(lhs) += rhs; }
// operator- 根据 operator -= 来实现
const Rational operator-(const Rational& lhs,const Rational& rhs) { return Rational(lhs) -= rhs; } |
在这个例子里,从零开始实现operator+=和-=,而operator+ 和operator- 则是通过调用前述的函数来提供自己的功能。使用这种设计方法,只用维护operator的赋值形式就行了。而且如果假设operator赋值形式在类的public接口里,这就不用让operator的单独形式成为类的友元(参见Effective C++ 条款19)。
如果你不介意把所有的operator的单独形式放在全局域里,那就可以使用模板来替代单独形式的函数的编写:
template<class T> const T operator+(const T& lhs, const T& rhs) { return T(lhs) += rhs; // 参见下面的讨论 }
template<class T> const T operator-(const T& lhs, const T& rhs) { return T(lhs) -= rhs; // 参见下面的讨论 } ...
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使用这些模板,只要为operator赋值形式定义某种类型,一旦需要,其对应的operator单独形式就会被自动生成。
这样编写确实不错,但是到目前为止,我们还没有考虑效率问题,效率毕竟是本章的主题。在这里值得指出的是三个效率方面的问题。第一、总的来说operator的赋值形式比其单独形式效率更高,因为单独形式要返回一个新对象,从而在临时对象的构造和释放上有一些开销。operator的赋值形式把结果写到左边的参数里,因此不需要生成临时对象来容纳operator的返回值。
第二、提供operator的赋值形式的同时也要提供其标准形式,允许类的客户端在便利与效率上做出折衷选择。也就是说,客户端可以决定是这样编写:
Rational a, b, c, d, result; ... result = a + b + c + d; // 可能用了3个临时对象 // 每个operator+ 调用使用1个 |
还是这样编写: